ALPHA Magnetic Spectrometer (AMS) — новый большой международный проект
Схема спектрометра AMS
В то время как большая часть человечества занята пустыми земными разборками, отрадно, что небольшая группа ученых из 33 научных центров мира задумала новый космический эксперимент в поисках первоматерии. Откуда мы и что мы во Вселенной? Эта неразгаданная тайна все еще тревожит часть человечества. Дополнительно приятно, что в этой звездной компании из Испании, Италии, Швейцарии, Китая, США, Португалии, Франции, Германии, Тайваня, Финляндии, Ю. Кореи, Румынии с самого начала участвуют и российские ученые. Среди 202 авторов проекта и небольшой статьи [1] — россияне Е. Велихов и Н. Черноплеков (Курчатовский институт), А. Арефьев, И. Ветлицкий, Ю. Галактионов, А. Климентов, В. Куценко, В. Пляскин и Е. Шумилов (ИТЭФ), П. Левченко (ИЯФ, С.-Петербург). А также по теперешней традиции — много россиян, постоянно работающих за рубежом. Собственно, публикация [1] — лишь краткий повтор статьи Behcet'a Alpat'a (INFN Sezione di Perugia, Италия), опубликованной чуть раньше [2]. В отличие от последней, новая публикация перечисляет весь авторский коллектив (202 автора) и все представляемые ими научные центры (33) из 13 стран мира.
AMS — это большой (0.б5м2) детектор, предназначенный для работы на Международной космической станции (МКС) в течение 3-х лет. Цель эксперимента — поиск космической антиматерии и темной материи и изучение состава и энергетического спектра первичных космических лучей. Уменьшенная версия спектрометра уже летала на Space Shuttle Discovery в течение 10 дней в июне 1998 года [1]. Новую версию AMS планируют установить на МКС в ноябре 2004 года на рабочий период 3 года. Основное ее отличие от предыдущей — в установке сверхпроводящего магнита (это и вызвало интерес ПерсТ'а), который позволит увеличить в 6 раз чувствительность спектрометра. Прекрасно, что уникальные сверхпроводящие магниты находят применение в столь благородных миссиях.
Сверхпроводящий магнит спектрометра состоит из двух диполей и 20 рейстрековых катушек на основе NbTi проводников, стабилизированных Al, с рабочим током 450А. Рабочая температура — 1.8К при давлении 20мбар, которая будет обеспечиваться сверхтекучим гелием. Два рефрижератора будут поддерживать работу спектрометра в течение 27-33 месяцев. Центральное поле магнита — 0.85Тл при паразитном поле на радиусе 230см меньше 15.2мТл. Вес магнитной системы — 3 тонны. Внешние стенки магнита покрыты сцинцилляционным пластиком для исключения фоновых частиц, производимых взаимодействиями внутри материала магнита.
В составе спектрометра — детектор синхротронного излучения, порождаемого электронами в магнитном поле Земли; кремниевый микрополосковый детектор для высокопрецизионного измерения жесткости частиц и знака их заряда; черенковский детектор для определения массы частиц и идентификации изотопов и химических элементов; электромагнитный калориметр для разделения электрон/адрон с энергиями от нескольких ГэВ до 1ТэВ, а также система обработки данных в реальном масштабе времени.
В поисках антиматерии AMS детектор будет способен различать возможные ядра антигелия среди 108-109 фоновых гелиевых ядер.
Общий вес экспериментальной аппаратуры ~ 6 тонн при потребляемой мощности 2кВт. Ограничения по весу, габаритам и потребляемой мощности аппаратуры, по радиационной стойкости материалов требует использования новейших изощренных технологий.
Nuclear Inst. Meth. Phys. Res. A, 2002, 478, p.119
Nuclear Inst. Meth. Phys. Res. A, 2001, 461, p.272
Желающие ознакомиться с сутью самого эксперимента могут обратиться к следующим статьям:
